¿Será 2020 el año de la minería submarina?

Proyecto Solwara 1 herramientas de minería de fondos marinos. Cortesía de Nautilus Minerals.

Cualquiera que haya estado cerca de las industrias de petróleo y gas en alta mar o de la industria marina durante mucho tiempo ha oído hablar de los planes para extraer varios minerales ubicados en o justo debajo del fondo marino. De hecho, cuando Howard Hughes construyó el Explorador Glomar en 1972, la historia de portada de su verdadera misión, recuperar un submarino soviético, era que la plataforma se utilizaría para extraer nódulos de manganeso del fondo del océano profundo. Esta historia de portada fue tan efectiva que tuvo la consecuencia involuntaria de despertar un gran interés en la minería oceánica entre las empresas offshore y el público en general.

En los años posteriores, ha habido una gran cantidad de investigación y exploración en este campo. Sin embargo, a excepción de la extracción de diamantes en aguas poco profundas frente a las costas del sur de África, todavía no se ha iniciado ninguna operación comercial de extracción en aguas profundas. Ahora parece que 2020 en realidad puede ser el año en que la minería comercial de los océanos de aguas profundas comienza en serio.

Tipos de minerales oceánicos.
Hay tres tipos de minerales oceánicos de aguas profundas de interés comercial; nódulos polimetálicos, sulfuros masivos del fondo marino y costras polimetálicas.
Los nódulos polimetálicos fueron los primeros minerales del fondo marino en ser descubiertos. Estos nódulos son de interés comercial por su alto contenido de manganeso. En un área del fondo marino del Océano Pacífico Norte conocida como Clarion Clipper Zone, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA) estima que hay más de 20 mil millones de toneladas de estos nódulos. En general, estos nódulos se encuentran sobre el sedimento oceánico a profundidades superiores a 3000 metros.

Los sulfuros masivos del fondo marino (SMS) están formados por volcanes submarinos y generalmente se encuentran en aguas menos profundas que los nódulos de manganeso. Los depósitos de cobre, zinc, oro y plata son de interés comercial en estas áreas. Muchos, si no la mayoría de estos campos potenciales se encuentran en el Anillo de Fuego del Pacífico y se encuentran dentro de la Zona Económica Exclusiva (ZEE) de los Estados Costeros o en la Plataforma Continental Exterior.

Finalmente, las costras polimetálicas también se encuentran en aguas relativamente poco profundas dentro de las ZEE de los estados costeros. Estas costras forman un pavimento duro en el fondo marino de hasta 25 cm de espesor. Los minerales de interés comercial son cobalto, titanio, platino y algunos minerales de tierras raras (REM).
Cada uno de estos tipos de depósitos presenta sus propios desafíos únicos para una minería efectiva y ambientalmente racional. Como regla general, el equipo diseñado para un tipo de minería solo es adecuado para ese tipo.
Buque de apoyo minero Solwara1, ubicación - provincia de FUJIAN, República Popular China. Cortesía de FUJIAN MAWEI SHIPBULDING Desafíos
Legal
Aunque los desafíos técnicos son desalentadores para cualquier tipo de minería en aguas profundas, los desafíos legales y ambientales que se presentan a cualquier operación minera son potencialmente aún más importantes. Cualquier actividad comercial submarina que se encuentre dentro de la ZEE generalmente 200 nm (y para los fines de los derechos minerales submarinos, se extiende hasta 350 nm hasta la plataforma continental) se rige por las regulaciones de un estado costero individual.
Algunas de las naciones de las islas del Pacífico que al principio tuvieron importantes descubrimientos de minerales en alta mar han promulgado su propia legislación para gobernar la minería. Para las muchas áreas de interés comercial que quedan fuera de estos límites estatales costeros; La Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar, que estableció la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA) entró en vigencia en 1994. Desde entonces, la ISA se ha reunido con las partes interesadas para promover sus objetivos principales de regular la minería en aguas profundas y proteger el medio ambiente oceánico. de cualquier efecto nocivo de las operaciones mineras. En los años siguientes, la ISA ha promulgado regulaciones de prospección y exploración para todo tipo de minerales del fondo marino. A partir de 2016, la ISA comenzó a redactar un Reglamento sobre la explotación de los recursos minerales, que debe estar en vigor antes de que pueda comenzar cualquier operación minera comercial. Ahora hay una buena posibilidad de que el Reglamento se promulgue en 2020. Puede encontrar un enlace a la versión preliminar del Reglamento aquí https://ran-s3.s3.amazonaws.com/isa.org.jm/s3fs- public / files / documents / isba24_ltcwp1rev1-en_0.pdf

Técnico
Al pasar de la fase de prospección a la fase de explotación comercial, hay cuatro desafíos principales que enfrentar:
1. Diseñar y construir una embarcación o instalación de soporte minero adecuada.
2. Diseño y construcción de herramientas de minería submarina adecuadas, es decir, las máquinas realmente realizan la extracción de minerales en el fondo marino.
3. Diseñar y construir el sistema de elevación y elevación para transportar la suspensión mineral a la superficie.
4. Una vez en la superficie, desagüe y manejo de carga.
Sin embargo, el desafío técnico más desalentador de todos es incorporar todas estas nuevas tecnologías en un sistema integrado que funcionará de manera confiable, efectiva y sin problemas durante toda la vida del campo minero.
Debe recordarse siempre con el diseño de cada uno de estos sistemas que, además de ser capaces de cumplir con las especificaciones técnicas de diseño, también deben cumplir con las normas ambientales establecidas con respecto a la biodiversidad, la densidad y extensión de la pluma, y las tasas de sedimentación, reglas ya sea de la ISA en áreas internacionales o del estado costero dentro de las ZEE.

Buque de apoyo minero
La primera necesidad en cualquier plan de minería submarina es una instalación flotante adecuada. Además de la consideración de diseño marítimo más básica de estabilidad, integridad estructural, mantenimiento de estaciones y seguridad, deben tenerse en cuenta consideraciones especiales de diseño para el soporte de la minería submarina. Estos incluyen la entrega de herramientas de minería del fondo marino, manejo de sistemas de elevación y elevación, sistemas de desagüe y manejo de carga. Al igual que con las instalaciones de petróleo y gas, las operaciones de abandono y recuperación debido al clima u otras circunstancias deben planificarse y diseñarse adecuadamente en la embarcación o plataforma.

Para muchos, el buque de soporte de producción Solwara 1 que fue construido y lanzado en el astillero Fujian Mawei es un ejemplo que incluye todos los elementos clave.

Herramientas de minería del fondo marino
Excepto por el tipo nodular de minerales que se pueden recolectar y elevar directamente al recipiente de producción, se requerirán muchas variedades diferentes de herramientas de extracción del fondo marino para preparar el material extraído del fondo marino a los tamaños que se pueden elevar efectivamente a los recipientes de producción. Para las minas de SMS, los prototipos de la herramienta de minería han sido construidos y hasta cierto punto demostrados con éxito. Se han probado con éxito otros prototipos de herramientas de minería del fondo marino. La mayoría de los diseños involucran un rastreador de algún tipo con un cortador o un cabezal de succión, dependiendo de los materiales objetivo.

Elevadores y sistemas de elevación.
La dificultad de mover muchas toneladas por día de lodo denso desde profundidades de 1000 metros o más no puede subestimarse. Para proyectos de SMS donde las profundidades no pueden exceder los 2000 metros, se contemplan principalmente elevadores de acero del diseño vertical de tensión superior. Para los nódulos mineros en profundidades superiores a 3000 metros, el peso de los elevadores de acero es un gran problema, por lo que se están considerando materiales alternativos. Los sistemas de bombeo con bombas centrífugas también son bastante problemáticos para estas distancias de elevación. GE Subsea Systems construyó una bomba submarina de diseño de desplazamiento positivo para el proyecto Solwara 1. Hasta ahora se han construido y probado un circuito de prueba del sistema de elevación de aire y sistemas de elevación de aire a pequeña escala, pero no se han escalado a aguas profundas para su prueba. Otros han propuesto diseños verdaderamente innovadores que no involucran bombas o elevadores de aire, como un sistema de transporte continuo o incluso sistemas de inducción magnética.

Desagüe y Manejo de Carga.

Aunque no es tan llamativo como las herramientas de minería del fondo marino o el diseño de la bomba submarina, se debe considerar que una vez que la lechada alcanza el recipiente o plataforma de soporte de minería en la superficie, el agua debe eliminarse y regresar a aproximadamente la misma profundidad desde donde Fue extraído. Mientras tanto, los minerales restantes deben secarse y almacenarse hasta que puedan enviarse a tierra. Se ha pensado mucho en cómo diseñar sistemas de desagüe y manejo de carga ambientalmente sostenibles, y la mayoría de los diseños contemplan alguna combinación de asentamiento, separación de ciclones y secado por calor. El agua producida, debido al contenido microbiano y al diferencial de temperatura, no puede descargarse en la superficie. Por lo tanto, también debe diseñarse un sistema de bombas y bajantes para el lecho marino cercano. Para tener éxito, la cantidad de producción de un único flotador de Soporte Minero implicaría producir al menos 1000-6000 toneladas de mineral seco por día; Por lo tanto, la economía parecería dictar la necesidad de una transferencia de barco a barco a un tipo de embarcación de transporte de carga mientras el barco minero permanece en la estación. En esta área, la industria del dragado puede ofrecer una guía para soluciones técnicas similares.

Partes interesadas

Es importante identificar qué papel juega cada parte interesada en la minería submarina a gran escala.

Primero y principal es el Propietario, o en la terminología de ISA el Contratista. Esta es la organización que es la más directamente responsable de la implementación del diseño y operación de cualquier empresa. En muchos casos, se contempla a las organizaciones nacionales para este papel, ya que las entidades comerciales se consideran demasiado reacias al riesgo o con fondos insuficientes. En el caso de China, existen empresas estatales (SOE) que están bien financiadas y están profundamente involucradas en varios proyectos mineros diferentes. A nivel mundial, hay muchos otros actores estatales y comerciales que se encuentran en diversas etapas de preparación en sus planes mineros.

Reguladores: los reguladores son la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos en Áreas Internacionales, las autoridades del Estado Costero en las ZEE y también la autoridad del Estado del Pabellón del buque de apoyo a la Minería. Todo esto hará cumplir normas específicas de seguridad y protección del medio ambiente.
Sociedades de clasificación internacional: al igual que las convenciones establecidas para la seguridad de la vida humana en el mar (SOLAS) y la prevención de la contaminación por los buques (MARPOL), las sociedades de clasificación internacional son reconocidas por los estados signatarios de estas convenciones y por las autoridades estatales costeras como competentes para supervisar el cumplimiento con las convenciones Estas sociedades se han establecido bien posicionadas para verificar el cumplimiento como terceros entre los Propietarios y los Reguladores. Además, el diseño, la construcción, la instalación y el estudio adecuados después de la construcción de los sistemas de minería submarina son vitales para garantizar la salud y la seguridad de los operadores, así como la protección del medio marino. Con este fin, ABS tiene Reglas y Guías que ayudan no solo a los Propietarios y Reguladores, sino también a las instituciones financieras y suscriptores de seguros a evaluar si se cumplen y mantienen los estándares de acuerdo con las Reglas de ABS y otras convenciones durante el ciclo de vida operativo del proyecto.

El público general
Dado que los océanos están designados como patrimonio común de la humanidad, debe considerarse que toda la población de la tierra es parte interesada en cualquier operación minera submarina. Por lo tanto, es deber de todos los demás interesados, el Propietario, los Reguladores y las Sociedades de la Clase garantizar que la minería submarina se realice de una manera que cumpla con los estándares de seguridad y de una manera ambientalmente sostenible.

El objetivo de la extracción sostenible de los recursos minerales desde el fondo del océano profundo siempre ha estado fuera de alcance. Ahora, por una confluencia de razones, el establecimiento de un entorno regulatorio adecuado, los avances en materiales e ingeniería y una creciente demanda mundial de metales, es más que probable que 2020 sea recordado como el año en que la primera minería submarina a gran escala del mundo comienza la aventura. Ahora corresponde a las partes interesadas en esta nueva industria coordinar e implementar planes bien pensados y bien ejecutados que no solo sean económicamente viables, sino que también cumplan o excedan las regulaciones de protección ambiental. Como la principal sociedad de clasificación en alta mar, ABS está preparado para desempeñar un papel importante, asegurando que la seguridad y la protección del medio ambiente estén a la vanguardia. Si todos los interesados lo ejecutan de manera responsable, no hay razón para que esta nueva industria no tenga un futuro brillante.